Ранее обнаруженное расхождение результатов опытов по измерению протона работающий в Италии и США физик Роберто Онофрио предложил разъяснить с помощью новейшей теории квантовой гравитации. Коротко гипотезы ученых можно было поделить на ошибки опыта, некорректности расчетов и на проявление ранее неведомых физических эффектов. Одним из таких эффектов, как указывается в новейшей статье, может быть повышение энергии связи мюона с протоном за счет гравислабой силы. Повышение энергии связи ведет к росту энергии испускаемых квантов.

В опытах рассеяние электронов и спектральный анализ атома водорода (протон + электрон) дают идентичные с точностью до погрешности измерения результаты. Спектроскопия же мюонного водорода (протон + мюон) у нескольких групп физиков показала значение радиуса протона приблизительно на четыре процента меньше, чем в прошлых опытах.

Сначала лета 2013 года эти расхождения попробовали разъяснить несколькими различными догадками, но ни одна из их не была признана конечной. Подробности приводит Phys.org со ссылкой на публикацию в журнальчике Europhysics Letters.Существует несколько способов определения радиуса протона. Главных можно выделить три: один основан на рассеянии электрического пучка на протоне, а два других употребляют спектроскопию (исследование испускаемых атомами квантов света). А это, в свою очередь, тянет ошибку при определении радиуса протона.

Гравислабая сила появляется в описанной Онофрио теории в итоге объединения слабенького и гравитационного взаимодействия. Согласно этой концепции, гравитация начинает проявлять себя так же, как слабенькое взаимодействие при переходе к масштабу, сопоставимому с размером протона. Ее вклад становится намного больше, чем в традиционной ньютоновой картине, в особенности с учетом того, что мюон и в рамках Стандартной модели способен к слабенькому взаимодействию.

Не считая того, главную роль начинает играть не рассредотачивание зарядов снутри протона (другими словами кварков), а рассредотачивание массы. Масса протона, как говорит Стандартная модель, обоснована сначала не массой 3-х составляющих протон кварков (на их приходится порядка 2-ух процентов), а массой связывающего кварки глюонного облака. Размер этого облака не совпадает с зарядовым радиусом протона, который измерялся во всех опытах.

Догадки Онофрио можно проверить методом экспериментального измерения лэмбовского сдвига: смещения спектральных линий, которое появляется из-за взаимодействия частиц с так именуемыми нулевыми колебаниями поля. Этот сдвиг отлично исследован в случае электронов и электрического поля, но физик представил расчеты, по которым аналогичный сдвиг должен наблюдаться у мюона в гравислабом поле. Измерить его можно будет в опыте с мюонным атомом, ядро которого состоит не из 1-го протона, а пары из протона и нейтрона: таковой мюонный дейтерий уже реально получить с помощью современных способов.

Мюоны принадлежат к тому же семейству простых частиц (лептоны), что и электроны. Их масса приблизительно в 207 раз больше и они нестабильны: период полураспада мюона около 2-ух микросекунд. Еще одним представителем лептонов является тау-частица, которая практически в 18 раз тяжелее мюона и имеет еще наименьшее, порядка 10-13 секунд время жизни. Каждому типу лептонов соответствует своя античастица и собственный тип нейтрино.